基于模擬退火法的輸電網(wǎng)潮流圖的自動(dòng)布局研究.pdf

1、調(diào)度大屏輸電網(wǎng)潮流圖，是調(diào)度SCADA系統(tǒng)或EMS系統(tǒng)的核心應(yīng)用展現(xiàn)。調(diào)度大屏一般呈現(xiàn)為長條形，大屏尺寸限制一般排列的行數(shù)在9-13。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，變電站數(shù)量、線路數(shù)量的不斷增加，電網(wǎng)日益復(fù)雜，變動(dòng)也較為頻繁，借助于人力來繪制調(diào)度大屏用的輸電網(wǎng)潮流圖越來越困難，迫切希望采用計(jì)算機(jī)協(xié)同系統(tǒng)及自動(dòng)化算法，來解決頻繁的潮流圖更新問題。
　　 調(diào)度大屏輸電網(wǎng)潮流圖的自動(dòng)生成，可分解為單線圖布局、單線圖布線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入3個(gè)步驟。本文專

2、注于其布局問題。布局布線理論和應(yīng)用在集成電路、材料切割等不規(guī)則多邊形布局、容器構(gòu)件布局等得到了較為廣泛的研究和應(yīng)用。從理論上講，布局問題是一個(gè)復(fù)雜的組合優(yōu)化問題和NP完全問題，其全局最優(yōu)解存在相當(dāng)困難。
　　 調(diào)度大屏潮流圖的布局問題是一個(gè)具有自身特點(diǎn)的專業(yè)布局問題。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先在引言中介紹了自動(dòng)布局問題以及潮流圖自動(dòng)布局的研究意義與國內(nèi)外的一些研究現(xiàn)狀，提出了本課題的研究內(nèi)容。
　　 其

3、后介紹了本課題研究過程中涉及到的背景知識(shí)，包括SVG技術(shù)，自動(dòng)走線規(guī)則，并比較了幾種常見的隨機(jī)優(yōu)化算法。
　　 然后在研究現(xiàn)有布局問題的基礎(chǔ)上，研究分析了布局問題的模型建立與相應(yīng)的求解方法，從而為布局問題的求解奠定了理論基礎(chǔ)，接著提出調(diào)度大屏輸電網(wǎng)單線圖自動(dòng)生成問題，并分為供區(qū)布置求解和供區(qū)內(nèi)變電站布置求解，充分考慮了調(diào)度人員對布局的習(xí)慣，并降低了求解的維度，提高了求解效率。對于前者，本文提出了基于Java腳本控制的SVG圖形人

4、工輔助布局工具。對于后者，建立了考慮布線效果的目標(biāo)函數(shù)，即線路交叉盡可能少，相連變電站之間距離盡可能短；布局同時(shí)考慮了布線的特性，可以避免布局-布線多次循環(huán)；提出了一種基于模擬退火算法的自動(dòng)布局算法，它在變電站地理坐標(biāo)離散化或其他任意的初始解上進(jìn)行計(jì)算，可獲得全局優(yōu)化解。算法過程中需要的各項(xiàng)參數(shù)的選取極其重要，它關(guān)系到自動(dòng)布局的算法的效率以及自動(dòng)布局后的效果，文中利用了傳統(tǒng)的方法以及比較的方法對參數(shù)進(jìn)行了選取，并以某個(gè)供區(qū)的變電站數(shù)據(jù)模

5、型為案例，進(jìn)行了自動(dòng)布局算法的驗(yàn)證，對優(yōu)化布局前后的交叉點(diǎn)數(shù)與連線距離進(jìn)行了清晰地比較，優(yōu)化效果比較明顯。
　　 利用面向?qū)ο笏枷腴_發(fā)了本課題的軟件系統(tǒng)，介紹了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與開發(fā)的業(yè)務(wù)流程，著重講解了軟件系統(tǒng)中自動(dòng)布局部分的開發(fā)，布局后再進(jìn)行優(yōu)化走線，最后自動(dòng)生成的浙江省調(diào)度大屏的電網(wǎng)調(diào)度潮流圖現(xiàn)已投運(yùn)，布局清晰，效果明顯。
　　 最后對全文進(jìn)行了概括總結(jié)，從中得出了一些有益的結(jié)論，并為了能夠進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究提出